摘 要

此次设计主要是对某高校学生食堂进行结构设计，结构方案采用的是钢筋混凝土结构，设计的内容包括：确定结构形式为框架结构并且确定梁柱的截面尺寸；绘制建筑施工图；选出一榀框架进行竖向荷载、风荷载、水平地震作用的统计；接着是进行结构效应的计算，荷载效应的组合；选出最不利组合进行梁柱的配筋设计；接下来是做楼梯的设计，基础的设计；最后绘制结构施工图。

此次设计主要利用了AUTO CAD和天正建筑绘图软件和制图规范对建筑施工图进行绘制，查阅了《混凝土结构设计规范》（GB 50010-2010)、《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2012)、《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2010)、《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2011）和土木工程的专业教材对上部结构和楼梯以及基础进行设计，利用PKPM和AUTO CAD和天正建筑绘图软件进行了结构施工图的绘制。

最终完成了学生食堂的上部框架结构的设计，楼梯设计和基础设计，并绘制了施工图。

关键词：钢筋混凝土框架结构；结构设计；抗震设计

Abstract

This graduation project is design for the structure of student canteen, the reinforced concrete structure is used to be the structural system, the mainly content include: to determine the structure of frame structure and the section of beam and column; to plot the construction plan; to choose a common framework and to do the statistics of vertical load, wind load horizontal and earthquake action. Then calculating the structure effect and combining them. And the most unfavorable combination is used to do reinforcement design; Next tasks are the design of stairs and foundation; The last task is the structural working drawing.

AUTO CAD and Tarch drawing software will be used to draw the structural working drawing in this design work. In order to the design of structure,we need to look up the rules of civil engineering, such as the code for structural design, the load code for the design of building structures,the code for seismic design of building and other information of civil engineering. And last use PKPM,AUTO CAD and Tarch drawing software to finish the structural working drawing.

Finally the design of the upper structure and stair and foundation of student canteen are completed. And the construction drawing is finished.

Key Words: reinforced concrete frame structures; structure design; seismic design

第1章 绪论

1.1目的和意义

毕业设计是大四下学期最主要的任务，也是我们本科培养计划中的最后一个非常重要的环节，也是特别重要的综合性实践理论相结合的教学环节，为我们未来的工作学习奠定了很好的基础。我此次设计的题目是“某高校学生食堂建筑结构设计”，本课题的主要设计内容为钢筋混凝土框架结构，以此作为毕业设计题目，可以实现大学四年相关基础知识、专业知识以及实践环节知识的综合应用，达到演练的目的。只有通过一次完整的演练才能对之前所学专业知识的总结，在这次毕业设计中将会运用到大量专业知识，包括了材料力学、结构力学、混凝土结构理论、房屋建筑学、土力学与基础工程、建筑结构抗震理论以及荷载与可靠度理论等专业知识，同时，还要熟悉国家现行相关规范、规程的应用，比如：《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）^[1]、《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）^[2]、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）^[3]、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）^[4]等。

1.2钢筋混凝土框架结构的应用

混凝土结构从很久以前就开始使用了，它的性能及材料来源等许多方面都有很多自身的优点，所以发展速度也是很快的，应用也特别广泛，广泛运用于工业建筑与民用建筑，交通设施方面以及近海工程等。通过阅读了Ying Zhou^[5]和GeorgeF. Limbrunner^[6]的文章，了解到关于钢筋混凝土结构设计的相关知识。我国运用混凝土的时间不是特别长，但是钢筋混凝土结构现在在我国发展得很好，所以深入了解混凝土性能非常有必要。钢筋混凝土同样是我国今后相当长的一段时期内的一种很重要也很适用的工程结构材料。钢筋混凝土结构的发展前景与其自身所用的材料的发展有很大的联系，当有新型材料研发出来时，钢筋混凝土结构也会被更加广泛的应用。现在新型材料混凝土有以下这些类型：高性能混凝土、轻集料和纤维增强混凝土、特种混凝土。结构方面，主要是钢-混凝土组合结构和预应力混凝土结构。

框架结构是由梁和柱连接而成的一种承重结构，是如今在工程实践中经常使用的一种建筑结构，它的整体性比较好，常用于小高层建筑，纯框架在我们现在社会运用很广泛，还有框架剪力墙结构，框筒结构等在高层用得比较广泛，目前国内外很多多层建筑基本都采用现浇混凝土框架结构。阅读了Jack P. Moehle.^[7]的文章，了解到了有关抗震设计的一些知识。阅读了Hassan malekitabar^[8]的文章，学习到了结构的安全设计。阅读了袁贤讯^[9]的学报，了解了钢筋混凝土框架“强柱弱梁”相关知识，对设计时的理论有了更深的理解。 对蒋永生^[10]整浇梁板的框架节点抗震研究这篇文章进行阅读后，了解了结构在抗震设计时需要考虑框架节点抗震。阅读了易伟建^[11]混凝土框架结构抗震设计的弯矩增大系数这篇文章后，对抗震设计有了进一步的了解。

在飞速发展的现在，由于一些特殊的用途，人们对大空间建筑，大跨度建筑，高层建筑的需求越来越大，国内外也正在推广使用预应力混凝土结构，预应力混凝土结构本身有很多优点，是用于大跨度大空间的建筑，也适用于桥梁。通过使用预应力构件，这样会大大减少混凝土的用量，从而降低构件的自重，而且能更好的发挥混凝土的优点，让其更广泛的使用，更好的为我们的生活服务，达到我们的使用要求。另外由于某些特殊功能的要求，具有特殊性能的混凝土正不断地被研制开发出来，相信未来混凝土在工程中的用途会越来越广。

第2章 工程概况

工程简介：本工程为拟建在某市的学生食堂，总建筑面积约为5000平方米，建筑层数为2层，标准层层高为 4.8米，抗震设防烈度为 7 度，基本地震加速度为 0.15g ，第二组。基本风压为 0.45 ,基本雪压为0.35，地面粗糙度为B类，基础场地类别为Ⅱ类，建筑重要性类别为丙类，使用年限为50年。上部主体结构采用钢筋混凝土框架，楼盖采用现浇钢筋混凝土楼板，基础为柱下独立基础。

结构类型：现浇钢筋混凝土框架结构。

设计数据：工程所在地抗震设防烈度为 7 度，基本地震加速度为 0.15g ，第二组。根据《建筑抗震设防规范》（GB50011-2010)^[2]查得抗震等级为三级。地面粗糙度为B类，基础场地类别为Ⅱ类，建筑重要性类别为丙类，使用年限为50年。基本风压为 0.45，基本雪压为0.35。

第3章 框架荷载

3.1框架结构的布置和计算简图

3.1.1 柱网布置图

食堂的柱网尺寸布置见图3.1。

图3.1 柱网布置图

3.1.2 框架结构承重方案的选择

本次设计的工程采用的是现浇钢筋混凝土框架结构，板为4.0m×4.0m,竖向荷载传力规律为板传至次梁，次梁传至主梁，主梁传给柱。

3.1.3 框架结构的计算简图

由于建筑的室内外高差为300mm,先初步设计基础的顶面距离地面为500mm，则底层层高为4.8 0.3 0.5=5.6m。标准层层高为4.8m。取⑤号轴线的一榀框架进行设计，框架结构的计算简图见图3.2。

图3.2 框架结构计算简图（mm)

3.1.4 梁、柱截面尺寸的初步确定

初步确定框架梁的截面尺寸：

根据《混凝土结构设计规范》（GB 50010-2010)^[3]和《混凝土结构设计》^[12]知框架梁截面高度一般取梁跨度的1/12至1/8，宽度一般取高度的1/3～1/2 。最大跨度为L=8000 mm。所以

，取

,取。

初步确定框架柱的截面尺寸：

框架柱截面尺寸可按柱的轴压比近似估算。 本工程为现浇钢筋混凝土框架结构，7度设防，高度lt;30m，根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）^[2]，抗震等级为三级，取底层柱来估算柱的截面尺寸。

（1）有地震作用组合时，柱的轴向压力设计值

注：—考虑地震作用组合后柱的轴向压力增大系数，边柱取1.3,中柱取1.25；

A—按简支状态计算的柱的负载面积，边柱的负载面积为， 中柱的负载面积为；

—单位建筑面积上折算的的重力荷载代表值，可近似的取12～15kN/㎡；

n—验算截面以上的楼层层数。

（2）柱的截面尺寸：

注：— 框架柱轴压比限值，本工程为三级抗震等级，查《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）^[2]可知三级框架的轴压比限值为0.85；

— 柱的毛截面面积；

— 混凝土轴心抗压强度设计值，对C30，查得。

1. 计算过程：

1）对于边柱：

，

所以取边柱截面尺寸

2）对于中柱：

，

所以取中柱截面尺寸

表3.1 梁、柱截面尺寸（mm）

3.2 荷载统计

3.2.1 恒载标准值计算

屋面（不上人）：

APP改性沥青防水卷材（上铺小石子）： 0.35

20厚1：3水泥砂浆找平： 0.02×20=0.40